1. Uvod u arhitekturu računara ( Arhitektura računara ) UVOD U ORGANIZACIJU (I ARHITEKTURU) RAČUNARA

7. Funkcionalni pogled na računar Radno okruženje (izvor i odredište podataka) Upravljački mehanizam Sredstvo skladištenja podataka Sredstvo obrade podataka Aparatura pomeranja podataka

8. Operacije: (a) Pomeranje podataka Obrada Skladištenje Upravljanje Pomeranje

9. Opera c i je: (b) S kladištenje Pomeranje Upravljanje Obrada Skladištenje

10. Opera c i je: (c) Obrada iz / u s kladišt e Pomeranje Upravljanje Obrada Skladištenje

11. Opera c i je: (d) Obrada iz s kladišta u U / I Pomeranje Upravljanje Obrada Skladištenje

13. Struktura računara – gornji nivo Računar Glavna memorija Ulaz Izlaz Sistemsko među- povezivanje Periferijski uređaji Komunikacione linije Centralna procesorska jedinica Računa r

14. Struktura – Centralna procesorska jedinica Računar Arithmeti- čka i logička jedinica Upravljačka jedinica Unutrašnje međupovezivanje CPJ Registri CP J CP J U / I Memorija Sistem. magist.

15. Struktura – Upravljačka jedinica CP J Upravljačka memorija Registeri i dekoderi upravljačke jedinice Logika sekvenciranja Upr. jed. ALU Registri Unutr. mag. Upravljačka jedinica

31. Uvod u organizaciju računara Arhitektura računara Napredne računarske arhitekture RAF PROFESIONALNI ŽIVOT

32. Dosadašnji razvoj i trendovi u računanju i računarskoj arhitekturi

34. PLATON: “ Ako ne umeš da računaš, ne možeš ni da razmišljaš o budućem zadovoljstvu i tvoj život neće biti ljudski, nego život ostrige ili meduze .” LUIGI MENABREA (1884) : “ Kako su izgledi na dugo i dosadno računanje demoralisali velike mislioce, koji su samo tražili vreme da meditiraju, ali su se videli preplavljenim ogromnom količinom aritmetike koju je trebalo izvesti pomoću neodgovarajućeg sistema! Ipak, do istine vodi staza mučne analize, ali oni ne mogu da idu tom stazom bez vođstva broja, jer nema drugog načina da se podigne veo koji pokriva misterije prirode.”

35. KINESKI ABAKUS iz 13 veka. Nekoliko šipki, pet nižih i 2 više kuglice na svakoj šipki, podeljene letvicom. Oni to koriste i danas! JAPANSKI ABAKUS soroban, usavršeniji, smanjen na 1 višu i 4 niže kuglice

37. 20 septembra 1623, Shickard piše svom prijatelju Kepleru: “Proračune koje radiš ručno, nedavno sam uspeo da postignem mehanički... Konstruisano sam mašinu koja, odmah i automatski, računa sa datim brojevima, sabira, oduzima, množi i deli. Uzvikivaćeš od radosti kada vidiš kako ona prenosi unapred desetine i stotine, ili ih odbija kod oduzimanja...” Kepler bi svakako cenio takav pronalazak prilikom izrade njegovih tabela kretanja paneta, ali na žalost, Shickardova jedina kopija sopstvene mašine uništena je u požaru 1624. godine

38. Neperove kosti ili šipke (1617) 10 drvenih šipki, četvrtastog preseka. Svaka od 4 strane svake šipke odgovarala je jednoj od cifara od 0 do 9 i i imala je svojhoj dužinom oznake devet podeljaka, sa umnošcima odgovarajuće cifre. To je vrsta tablice množenja, gde čitate proizvod kada se šipke postave jedna uz drugu.

39. Pascalova mašina (Pascaline) nije bila baš pouzdana. Kada bi se jedan točak potpuno okrenuo, sledeći bi napredovao za jedan korak. Mehanizam za automatski prenos je bio sklon da se zaglavi kada bi više točkova istovremeno bilo na 9, što bi zahtevalo više istovremenih prenosa (999 na 1000)

41. Basile Bouchon je izumeo (1725) razboj koji je prihvatao komande pomoću bušene trake. Vaucanson je 1738 razvio “patka koji vari”, veštački automat za Louisa XV. “On izdužuje vrat da bi uzeo zrno iz ruke, vari ga i izbacuje ga, posle probave; svi pokreti patka koji brzo guta zrno, ubrzava njegovo kretanje kroz gušu da bi stiglo u stomak, kopirani su iz prirode.” Vaucanson je svoj razboj pretvorio u programabilan, ali ciklički automat, onaj u kome su komande bile upisane pomoću performacija na hidrauličk i pokretanom dobošu i koje su se pravilno ponavljale. Jacquard je kombinovao upotrebu pokretnog doboša opremljenog sa nizom kartica i koncepta njihajuće ručice koja je podizala kuke.

42. Charles Babbage 1791-1871 prof. matematike na Cambridge University 1827-1839 Diferencijska mašina (1823) Analitička mašina (1833)

44. Prvi digitalni kalkulatori sa automatskom sposobnošću izvršavanja povezanih sekvenci operacija sledeći unapred postavljen program u upravljačkom mehanizmu bile su diferencijske mašine Originalna i rekonstruisana mašina

47. Babbage je finansiran od strane Britanskog udruženja za napredovanje u nauci, ali nije uspeo da izgradi mašinu. On nije mogao da umeri svoje ambicije i postepeno je izgubio interes za originalnu diferencijsku mašinu. Mašina braće Scheutz bila je prvi funkcionalni kalkulator u istoriji koji je štampao rezultate.

48. Analitička mašina

51. Ada Byron, lady Lovelace prvi programer Babbageove ideje su kasnije imale velikog uticaja, za šta su zaslužni: Luigi Menabrea , koji je objavio beleške sa Babbageovih predavanja u Italiji Lady Lovelace , koja je prevela Menabreaine beleške na engleski i temeljno ih proširila. “ Analitička mašina tka algebarske obrasce ...” Adin učitelj bio je lično Babbage!

52. Ada Byron, lady Lovelace, prvi programer

55. “ Ako bih poživeo još nekoliko godina, analitička mašina bi se ostvarila i njen primer bi se raširio po celoj planeti.” “ Ako neki čovek, koga moj primer ne odbije, jednog dana napravi mašinu u sebi sadrži sve principe matematičke analize, onda se ne brinem za moju uspomenu, jer će jedino on biti u stanju da potpuno ceni prirodu mog truda i vrednost rezultata koje sam ostvario.”

57. Elektromehaničko računanje

61. John Atanasoff, Clifford Berry Rešavač linearnih jednačina 1930-ih Atanasoff i Cliford Berry su napravili Rešavač linearnih jednačina. Imao je 300 elektromskih cevi! Primena: linearne i integralne diferencijalne jednačine Osnova: diferencijalni analizator Vannevar Busha Tehnologija: elektronske cevi i elektromehanički releji Atanasoff je odlučio da je korektan način računanja pomoću digitalnih elektronskih sredstava

62. ABC (Atanassoff Berry Computer) Fizička i logička struktura mašine bila je dosta rudimentarna. To nikad nije bio analitički kalkulator u pravom smislu reči (nije bio programabilan). Pored toga, nikada nije radio baš kako treba.

64. Diferencijalni analizator (1942)

73. EDSAC Electronic Delay Storage Automatic Calculator Prevođenje ulaza mašinskog jezika u simbolički oblik, automatsko učitavanje programa u memoriju, itd.

75. MANCHESTER MARK I (Max Newman i Freddy Williams, Manchester University, 1949) Max Newman i Freddy Williams, Manchester University, 1949

81. Ştruktura računara IAS Aritmetčko logička jedinica (CA) Jedinica za upravljanje programom (CC) Glavna memorija (M) U/I oprema (I,O) Centralna procesorska jedinica (CPU)

85. Razvoj softvera Do 1955  Biblioteke numeričkih rutina, operacije u pokretnom zarezu, transcedentne f-je, rad sa matricama, rešavanje jednačina... 1955-60  Jezici visokog nivoa FORTRAN 1957 Operativni sistemi, asembleri, punioci, povezioci, kompajleri, računovodstveni programi za evidenciju naplate upotrebe Mašine su zahtevale iskusne operatore  Od većine korisnika se ne bi očekivalo da razumeju te programe, a još manje da ih pišu  Mašine su morale da se prodaju sa mnogo rezidentnog softvera

87. Generacije elektronskih računara 1000000000 Ultra visoki stepen integracije 1991 - na dalje 6 100000000 Veoma visoki stepen integracije 1978-1991 5 10000000 Visoki stepen integracije 1972-1977 4 1000000 Mali i srednji stepen integracije 1965-1971 3 200000 Tranzistor 1958-1964 2 40000 Vakuumska cev 1946-1957 1 Tipična brzina (broj operacija u sekundi) Tehnologija Približni datumi R.br.

89. Prva generacija računara: 1946.g. – 1957.g .

95. Porast broja tranzistora u CPU CPU sa 1 milijardom tranzistora Tranzistora po čipu

98. PDP-8i ugrađen u uređaj PDP-8i

99. DEC - PDP-8 Struktura magistrale Omnibus Glavna memorija CPU U/I modul U/I modul Kontroler konzole

102. Prvi PC računar – MITS Altair 8800

106. Razmak performanse logičkih kola i memorije logika memorija

109. T i pi čne brzine podataka U / I uređaja Gigabit Ethernet Grafički displej Čvrsti disk Ethernet Optički disk Skener Laser.štampač Disketa Modem Miš Tastatura Brzina podataka (b/s)

113. Performansa Intelovih mikroprocesora Poboljšanja u arhitekturi čipa Povećanja brzine generatora takta Hipervišenitna obrada (više jezgara) Duža protočna obrada, dvrostruko brža aritmetika Keš pune brzine u 2 nivoa MMX multi- medijska proširenja Spekulativno izvršavanje van redosleda Više instrukcija po ciklusu Unutrašnja keš memorija Protočna obrada instrukcija Tipična maksimalna performansa (milioni operacija u sekundi

118. Organizaija čipa POWER4

122. Činioci koji utiču na arhitekturu računara Arhitektura računara Kompatibilnost Tehnologija Aplikacije Softver Softver nije igrao skoro nikakvu ulogu u definisanju arhitekture pre sredine pedesetih godina! Namenske mašine prema mašinama opšte namene

125. Pogledi na arhitekturu računara Dizajner jezika / kompajlera i sistemskog softvera Dizajner Arhitekture / hardvera Potrebni su mu mehanizmi da podrže važne apstrakcije Predlaže mehanizme i svojstva za performansu Određuje strategiju kompi- lacije i nove apstrakcije jezika Glavna briga računarskog arhitekte su odnos cena-performansa, performansa i efikasnost u podršci široke klase softverskih sistema Dekomponuje svaki meha-nizam u suštinske mikro-mehanizme i određuje im izvodljivost i isplativost  